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上海交大牵头的中国“熊猫计划”发布国际最灵敏暗物质探测结果

神秘暗物质离人类探针越来越近

2017年08月09日   10 :综合·广告   稿件来源:解放日报  


    本报讯(记者 徐瑞哲)神秘的暗物质,正离人类的探针越来越近。北京时间昨晨美国俄亥俄州哥伦布市,中国“熊猫计划”(PandaX)项目负责人、上海交通大学鸿文讲席教授季向东在“2017年度国际高能粒子天体物理大会(TeVPA2017)上宣布该项目合作组最新暗物质探测实验结果。这是“熊猫计划”继去年7月发布580公斤级探测仪的首个探测结果后,第二次发布国际最灵敏暗物质探测结果。当前,暗物质探测的国际竞争非常激烈,所有实验合作组都期望率先发现暗物质粒子的信号。

  探测灵敏度提高400%以上

  暗物质是宇宙中不参与“电磁”和强相互作用的全新未知物质,其存在是已知普通物质的5倍多。根据目前主流理论,暗物质很可能是一种超出粒子物理标准模型的“弱相互作用重粒子”。作为科技部“十三五”重点研发专项,中国主导的这一项目在高达“54吨·天”的国际最大曝光量下,得到了暗物质与核子的碰撞截面应小于“6乘10的负47次方”平方厘米限制,再次刷新了对暗物质粒子性质限制的世界纪录。过去一年里,项目组通过进一步降低背景噪音并坚持长时间运行,使其对暗物质和普通物质相互作用的探测灵敏度提高了400%以上。
  上海交大牵头的“熊猫计划”使用液氙作为探测仪的靶材料,自主研制580公斤的“二期”探测仪,也是目前国际上最大的暗物质直接探测仪器之一,自2015年11月起在四川凉山州地下约2500米深的锦屏地下实验室中运行。该实验场所由清华大学和雅砻江流域水电开发有限公司共同开发,“熊猫计划”二期合作组成员还包括北京大学、山东大学和中科院应用物理研究所等单位的科研人员。

  国际暗物质探测竞争激烈

  在国际暗物质探测竞赛中,已经结束运行的美国LUX合作组在今年1月发表250公斤级探测仪过去4年运行的最终数据,超过了“熊猫计划”去年发表的世界最灵敏探测结果。而位于意大利的XENON1T探测器则已成为目前世界上运行中最大的暗物质探测仪,探测区域的液氙量达2吨。这一实验合作组也于今年5月公布了首个结果,其灵敏度又再次超越了美国LUX。
  今年来,我国项目组成员放弃春节等节假日,长期坚守地下实验室工作岗位争分夺秒,直到本阶段数据采集于7月17日结束。为了尽快发布探测结果,上海交大刘江来教授带领多位研究人员夜以继日完成数据分析工作。
  目前,“熊猫计划”探测灵敏度已经深入理论预言的暗物质粒子存在的参数空间,但还需一到两个数量级的灵敏度改善。团队表示,“熊猫计划”二期探测力争领跑探测灵敏度,率先取得重大探测成果。

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